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電圧・電流・抵抗ってなに?

これらの中で、一番身近でないのが抵抗というやつでしょうね。
電化製品にも記載はありません。先に電圧と電流について説明します。

これが、電池で豆電球を光らせているときの回路図です。

一般的な電池は1.5Vもしくは1.2Vです。四角電池は9Vだったりします。

この回路図では1.5Vの電池が使用されていると思ってください。
電源の記号は正確に書いていますので、長い棒の方が＋です。
本家猫電では結構テキトウに作図しているかもしれませんが、気にしないでください。まぁ、正確な方が良いのですが、あまり関係が無いので、その辺はテキトウです。

それはさておき、この回路図ではとりあえず｢電源｣である電池の電圧と、豆電球の使用電圧と使用電流を示してあります。

この電圧というのは、電気の強さと考えれば良いでしょう。｢圧｣という位なので、電気を流そうとする圧力と考えてもかまいません。

これを水に例えてみましょう。

たとえば、水車があるとします。ホースの水を当てても動かないとします。しかし、ホースの先端を絞って、水の勢いを高めてやると動きました。
このとき、水の出る量は変わっていませんが、ホースの先端を絞ることにより水の圧力が高まり、水車を動かすことができるようになったのです。

電気であっても、これと同じ事が言えます。

参考書等では｢電圧｣は2点間の電位差と書かれているものが大半ですが、これも本当は違います。正確には｢電圧｣＝｢電位｣ではありません。
そもそも、電位差なんて言葉は電気工事士には必要が無いので、こんな中途半端な定義で学習するものを惑わすことは罪にも等しいと思います。試験では電位差などという言葉出てくることはまずありませんので、安心してください。電位差を言うのであれば、電磁気学をちゃんと学ばねば理解出来ません。一般的な回路では電位というものは定義出来ないというのが本当です。

さぁ、話を元に戻しましょう。先ほど水車の話をしましたが、水車を動かすために必要な圧力が電気器具に例えると、使用電圧に該当します。
使用電圧が1.5Vならば、電源も1.5Vでなければなりません。若しくは、それ以上と言うことになりますが、あまり圧力が強ければ電気器具が壊れてしまいます。水車だって、あまり水圧が高いと壊れてしまうでしょ？それと同じです。

水圧の場合は色んな単位があり面倒ですが、電気の場合は電圧は｢V｣(ボルト)という単位で表します。

さて、先ほどの回路には｢使用電流｣という言葉が出てきました。電球の所に記述されていますね。0.3Aとなっています。
単位はA(アンペア)です。これは何を示しているのか？

それは、使う電気の量です。電球に0.3Aと記載されていると言うことは、1秒間に0.3A使用すると言うことになります。
電圧さえ、電源と同じならば、電気器具に記載されているアンペアの数値は気にする必要はありません。もっとも、使う電気の量ですから、これが大きくなればなるほど、電気を多く消費すると言うことになります。つまり、電池が早くなくなると言うことになります。

今度は交流の回路を見てみましょう。基本的には先ほどの回路図と違いはさほどありません。

電圧が100Vになっているのと、電球にお馴染みの｢W｣(ワット)が登場しています。
さて、ワットという単位は電力消費量を表しています。

あれ？アンペアとどう違うの？

アンペアは、電気の量なのですが電気の大きさとも言い換えることができます。これは純粋な電気の大きさを示しています。

一方、ワットは消費電力量であり、あくまでも消費される電力量に対する単位です。ゆえに、電気料金は消費された電気の量を量っているのでkWhというワット単位が使われています。明るさの単位ではありません。

さぁ、ここまでで、何となく電圧と電流については、家庭内で困らない程度の知識は知り得たと思います。
残る一つは｢抵抗｣ですが、単位を先にいうと｢Ω｣(オーム)です。聞いたことがあるでしょ？

あまりにも遠い昔で思い出せないけど、聞いたことがあるような気がする？

もう、困ったちゃんですねぇ。オーム真理教・・・違った、オームの法則とかって覚えていませんか？

まぁ、いいです。とにかく｢Ω｣(オーム)というのが単位です。忘れていたなら、今から覚えましょう。
この抵抗というのは、その言葉の通り抵抗です。

電源から電線を伝って電気が流れてゆくと、電球で電気が消費されます。これは電気が流れることに対しては邪魔です。
つまり抵抗となっていると言います。正確に言うと、電線も電気が100％スムーズに流れるわけではありませんので、抵抗にはなっているのですが、それは今は考えなくても良いです。

さて、電球が抵抗になっていることは何となく分かっていると思いますが、電気工事士の試験にはこの抵抗というのが多少登場します。
電気器具には抵抗などが記載されていないのに、抵抗というやつを考えなければならないのは腑に落ちないかもしれませんが、そこは我慢して覚えましょう。

電気工事士が気にしなければならない抵抗というのは、主に2つです。

回路同士の抵抗と大地間の抵抗です。

回路同士の抵抗というのは、非接地線(まぁ、プラス側と考えてください)と接地線(これも、マイナスと考えてください)の抵抗です。
電気器具を全てOFFにした状態(本来は器具そのものを取りはずしておきます)では非接地線と接地線は繋がっていない状態となります。
この時に、もしも抵抗値が低く計測されるようであれば、どこかしらで繋がっていることになります。
これを短絡またはショートしていると言います。どこかで電線が剥き出しになっていたり、接触していたりする可能性があることが予想され、火災の原因となります。

大地間との抵抗というのは、回路そのものと地面との抵抗を計測します。もしも、抵抗が低く計測されるようであれば、どこかしらで短絡が起きて、それが建物の骨組みや水道管を伝って、地面と接触していることを示しています。
これを地絡と言います。漏電しているとも言います。感電事故などが起こる可能性もありますし、電気代が余計にかかります。

上記二つの抵抗はそれぞれが接触または接続されていないかどうかを調べるものであり、絶縁されているかを調べています。
(絶縁とは電気の学習で言えば、電気が通らない状態のことです)

絶縁抵抗と言います。

これらは、家を建てたときや電気工事を行ったあとで、必ず検査をします。

ところで、電圧、電流、抵抗ときたら、オームの法則を説明すると思ったでしょ？

いや、いや、その前の予備知識です。猫電本家でも試験に必要なことしか説明していませんが、オームの法則の証明をするのは結構大変なんですよ。V=IRだって、公式として覚えているだけで、じゃぁ、何でそうなるかを説明しなさいと言われてできる人って、ほぼいないと思うのですよ。
まるで、１＋１＝２を証明せよと言われるくらい難しいことなんです。まぁ、そういうことは学者さんに任せて、私達は公式を使って楽させて貰いましょう。ただ、必要最低限｢電圧｣や｢電流｣、｢抵抗｣と呼ばれているものが、どういったものなのか軽く分かっていないと、色々覚えづらいだろうと思って説明しています。